《我的第一本算法书》随手记（1）

！！！看了几本图灵系列的漫画书，随手记些要点，方便回忆！！！

第一章 数据结构

1. 什么是数据结构

数据存储于内存中，决定了数据顺序和位置关系的便是“数据结构”。

 

2. 链表

• 结构

链表由若干各节点组成，每个节点包含两部分：数据和指针，如下Blue、Yellow、Red代表节点的数据，指针指向下一个节点的内存地址（单向链表）。

 

链表中节点一般都是分散存储于内存中的，无须存储在连续空间中。

　　

• 操作

因为节点分散的存储在内存中，所以如果想要访问节点数据，需要从链表头节点开始，顺着指针一一往下访问。如访问Red节点。

向链表中添加节点，只需修改添加位置前后节点的指针指向即可。如添加Green节点。

 

删除节点也一样，只需修改前后指针的指向即可。如删除Yellow节点。

 

• 常用链表

　　上面说的是单向链表，除了单向链表还有循环链表、双向链表等链表结构。

　　循环链表也叫环形链表，让链表尾部的节点指针指向头节点。想要保存数量固定的最新数据时通常使用这种链表。

　　　　

　　双向链表的分割节点有两个指针，分别指向下一个节点和上一个节点，这种链表不仅可以从前往后，也可以从后往前遍历数据。

　　　　

　　双向链表相对于单向链表有两个缺点：一是指针数的增加会导致存储空间的增加，二是添加和删除数据时需要改变更多的指针。

• 时间复杂度

　　查找：O(n)， 添加删除：O(1)。

在链表中添加删除数据比较方便，查找数据比较耗时。

3. 数组

• 结构

 数组有若干和数据组成，如下。a可认为为数组起始地址。

 

数组中的数据按顺序存在在内存的连续空间内。

• 操作

由于数据在内存中是连续的，所以每个元素的地址可以通过数组起始地址和数据下标算出，即可直接访问目标数据（随机访问）。

　　　　向数组中添加数据，要把已有数据一个一个移开，如把Green加到第二个位置，需要将Red、Yellow向后移一个。（确保尾部有足够的存储空间）

 　　　　

　　从数组中删除数据，首先移除目标数据，然后将后面的数据一个一个向前移。

• 时间复杂度

访问：O(1)， 添加删除：O(n)

数组访问目标数据比较方便，添加删除数据比较耗时。

• 数组与链表比较

4. 栈

• 结构

栈也是一种数据呈线性排列的数据结构，不过在这种结构中，我们只能访问最新添加的数据。

• 操作

向栈中添加数据，数据放在最上面。

从栈中取出数据时，从最上面，也就是最新的数据开始取出。

• 说明

栈是一种后进先出的结构，称为LIFO。

应用：括号匹配